JPH08134593A - 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金 - Google Patents
耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金Info
- Publication number
- JPH08134593A JPH08134593A JP27469194A JP27469194A JPH08134593A JP H08134593 A JPH08134593 A JP H08134593A JP 27469194 A JP27469194 A JP 27469194A JP 27469194 A JP27469194 A JP 27469194A JP H08134593 A JPH08134593 A JP H08134593A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- corrosion resistance
- hydrogen sulfide
- seawater
- alloy
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】耐海水腐食性、耐硫化水素腐食性および溶体化
のままで高強度を備えたオーステナイト合金。 【構成】重量％で、Si：0.05〜1.0 、Mn： 1.5〜10、C
r：20〜30、Ni：20〜40、Al：0.01〜0.5 、0.25＜Ｎ≦
0.6、Cu：0.2 〜2.5 を含有し、さらにＶ：0.02〜1.0
およびNb：0.04〜1.0 の１種以上と、Mo：0.2 〜４およ
びＷ：0.2 〜８の１種以上を含み、希土類元素：０〜0.
1 、Ｙ：０〜0.20、Mg：０〜0.10およびCa：０〜0.10
で、残部はFeと不可避不純物からなり、不純物中のＣ、
Ｐ、Ｓはそれぞれ0.05、0.03、0.01以下で、〔Cr＋3.3
(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕≧40；〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ)
＋２Ni〕≧70； 0.2％耐力＝〔50＋17.8×(4Ｃ＋２Ｎ＋
Ｖ＋２Nb) 〕≧60、ただし、 0.2％耐力（単位：ksi)は
溶体化ままでの値の合金。
のままで高強度を備えたオーステナイト合金。 【構成】重量％で、Si：0.05〜1.0 、Mn： 1.5〜10、C
r：20〜30、Ni：20〜40、Al：0.01〜0.5 、0.25＜Ｎ≦
0.6、Cu：0.2 〜2.5 を含有し、さらにＶ：0.02〜1.0
およびNb：0.04〜1.0 の１種以上と、Mo：0.2 〜４およ
びＷ：0.2 〜８の１種以上を含み、希土類元素：０〜0.
1 、Ｙ：０〜0.20、Mg：０〜0.10およびCa：０〜0.10
で、残部はFeと不可避不純物からなり、不純物中のＣ、
Ｐ、Ｓはそれぞれ0.05、0.03、0.01以下で、〔Cr＋3.3
(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕≧40；〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ)
＋２Ni〕≧70； 0.2％耐力＝〔50＋17.8×(4Ｃ＋２Ｎ＋
Ｖ＋２Nb) 〕≧60、ただし、 0.2％耐力（単位：ksi)は
溶体化ままでの値の合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硫化水素を含有する石
油、天然ガスを生産または輸送する際に、外面が海水に
曝される用途などに用いるのに好適な、耐海水腐食性と
耐硫化水素腐食性を有する高強度オーステナイト合金に
関する。
油、天然ガスを生産または輸送する際に、外面が海水に
曝される用途などに用いるのに好適な、耐海水腐食性と
耐硫化水素腐食性を有する高強度オーステナイト合金に
関する。
【０００２】
【従来の技術】耐海水腐食性は、材料表面の不働態皮膜
(Cr酸化物) の安定性で決まる。そして、皮膜破壊がお
こったとき、Mo、Ｗ、Ｎ等が不働態皮膜の修復を促進す
ると言われており、ＰＲＥＷ (Pitting Resistance Equ
ivalent including Ｗ )が大きいほど耐食性が良好であ
ることがわかっている（CORROSION/93, NACE Internati
onal,Paper No.125 1993 、参照。以下、文献１と記
す）。なお、ＰＲＥＷは下記の式で定義されている。
(Cr酸化物) の安定性で決まる。そして、皮膜破壊がお
こったとき、Mo、Ｗ、Ｎ等が不働態皮膜の修復を促進す
ると言われており、ＰＲＥＷ (Pitting Resistance Equ
ivalent including Ｗ )が大きいほど耐食性が良好であ
ることがわかっている（CORROSION/93, NACE Internati
onal,Paper No.125 1993 、参照。以下、文献１と記
す）。なお、ＰＲＥＷは下記の式で定義されている。
【０００３】 ＰＲＥＷ＝〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕 耐硫化水素腐食性に関しては、200 ℃以下の環境下では
応力腐食割れが重大な腐食問題で、Niを含有するNi−Cr
−Mo−Fe合金が高い耐食性を有する。その理由は、材
料表面にNi硫化物がまず生成し、次に、Ni硫化物で硫化
水素が遮断されるので、Ni硫化物の下にCr酸化物が生成
する、このCr酸化物皮膜が破壊されたとき、Moがその
修復を促進する、という現象にあると考えられている
（CORROSION/84, NACE International,Paper No.206 1
984 、参照。以下、文献２と記す）。
応力腐食割れが重大な腐食問題で、Niを含有するNi−Cr
−Mo−Fe合金が高い耐食性を有する。その理由は、材
料表面にNi硫化物がまず生成し、次に、Ni硫化物で硫化
水素が遮断されるので、Ni硫化物の下にCr酸化物が生成
する、このCr酸化物皮膜が破壊されたとき、Moがその
修復を促進する、という現象にあると考えられている
（CORROSION/84, NACE International,Paper No.206 1
984 、参照。以下、文献２と記す）。
【０００４】特開昭57−134544号公報、特開昭57−2071
42号〜同−207144号公報、特開昭57−207147号公報、特
開昭57−207148号公報に示される油井用合金では、使用
環境の温度条件に応じて耐応力腐食割れを付与するため
に、有効成分 (Ni、Cr、Mo、Ｗ) の範囲を限定し、さら
にCu、Coを添加して耐食性を高めているが、Ｎ、Ｖおよ
びNbが無添加であるため、耐海水腐食性や強度の点で問
題がある。
42号〜同−207144号公報、特開昭57−207147号公報、特
開昭57−207148号公報に示される油井用合金では、使用
環境の温度条件に応じて耐応力腐食割れを付与するため
に、有効成分 (Ni、Cr、Mo、Ｗ) の範囲を限定し、さら
にCu、Coを添加して耐食性を高めているが、Ｎ、Ｖおよ
びNbが無添加であるため、耐海水腐食性や強度の点で問
題がある。
【０００５】特開昭57−134544号公報、特開昭57−2037
35号〜同−203737号公報に示される油井用合金において
は、高強度を得るため通常の冷間加工仕上げや析出硬化
の手法が用いられている。特開昭57−203735号〜同−20
3737号公報に示される合金は高Ｎではあるが、Ｖおよび
Nbが無添加であるため、強度レベルが不十分となること
がある。また、特開昭57−134544号公報等では、耐食性
の指標としてNiを考慮していない。
35号〜同−203737号公報に示される油井用合金において
は、高強度を得るため通常の冷間加工仕上げや析出硬化
の手法が用いられている。特開昭57−203735号〜同−20
3737号公報に示される合金は高Ｎではあるが、Ｖおよび
Nbが無添加であるため、強度レベルが不十分となること
がある。また、特開昭57−134544号公報等では、耐食性
の指標としてNiを考慮していない。
【０００６】特開昭57−203738号公報、特開昭57−2037
39号公報に示される油井用合金においては、ＶおよびNb
は添加されているがＮが無添加であるため、耐海水腐食
性に問題がある。
39号公報に示される油井用合金においては、ＶおよびNb
は添加されているがＮが無添加であるため、耐海水腐食
性に問題がある。
【０００７】特開昭57−207149号公報、特開昭57−2071
50号公報に示される油井用合金は、Ｎを0.05〜0.25％、
Nbおよび／またはＶを 0.5〜４％で含有させ、さらに冷
間加工仕上げや析出硬化法により、耐応力腐食性と高強
度を付与するものである。
50号公報に示される油井用合金は、Ｎを0.05〜0.25％、
Nbおよび／またはＶを 0.5〜４％で含有させ、さらに冷
間加工仕上げや析出硬化法により、耐応力腐食性と高強
度を付与するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の油井管では、油
井管の内部を流れる腐食流体(H2S、CO2 、Cl- 等) を考
慮して、また、海水環境での耐食材料でも、酸素−Cl-
環境における耐食性に基づいて、それぞれ合金設計がな
されてきた。しかし、最近の海底油井で使用される油井
管では、外面が海水に曝され、内面が生産流体に接す
る。さらに、溶接を考慮すると、溶体化のままで高強度
が得られることが必要となる。
井管の内部を流れる腐食流体(H2S、CO2 、Cl- 等) を考
慮して、また、海水環境での耐食材料でも、酸素−Cl-
環境における耐食性に基づいて、それぞれ合金設計がな
されてきた。しかし、最近の海底油井で使用される油井
管では、外面が海水に曝され、内面が生産流体に接す
る。さらに、溶接を考慮すると、溶体化のままで高強度
が得られることが必要となる。
【０００９】本発明の目的は、耐海水腐食性、耐硫化水
素腐食性および溶体化のままで高強度を備えたオーステ
ナイト合金を提供することにある。
素腐食性および溶体化のままで高強度を備えたオーステ
ナイト合金を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の高
強度オーステナイト合金にある。
強度オーステナイト合金にある。
【００１１】重量％で、Si：0.05〜1.0 ％、Mn： 1.5〜
10％、 Cr：20〜30％、 Ni：20〜40％、Al：0.01〜0.
5 ％、Ｎ：0.25％を超え 0.6％以下、Cu：0.2 〜2.5
％、Ｖ：0.02〜1.0 ％およびNb：0.04〜1.0 ％のうち１
種または２種、Mo：0.2 〜４％およびＷ：0.2 〜８％の
うち１種または２種、を含み、希土類元素が０〜0.1
％、Ｙが０〜0.20％、Mgが０〜0.10％およびCaが０〜0.
10％で、残部はFeと不可避不純物からなり、不純物中の
Ｃは0.05％以下、Ｐは0.03％以下、Ｓは0.01％以下であ
り、かつ、下記式〜の条件を満足することを特徴と
する耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オ
ーステナイト合金。
10％、 Cr：20〜30％、 Ni：20〜40％、Al：0.01〜0.
5 ％、Ｎ：0.25％を超え 0.6％以下、Cu：0.2 〜2.5
％、Ｖ：0.02〜1.0 ％およびNb：0.04〜1.0 ％のうち１
種または２種、Mo：0.2 〜４％およびＷ：0.2 〜８％の
うち１種または２種、を含み、希土類元素が０〜0.1
％、Ｙが０〜0.20％、Mgが０〜0.10％およびCaが０〜0.
10％で、残部はFeと不可避不純物からなり、不純物中の
Ｃは0.05％以下、Ｐは0.03％以下、Ｓは0.01％以下であ
り、かつ、下記式〜の条件を満足することを特徴と
する耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オ
ーステナイト合金。
【００１２】 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕≧40 ・・・・・・・・・・ 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋２Ni〕≧70 ・・・・・・・・・・ 0.2％耐力＝〔50＋17.8× (４Ｃ＋２Ｎ＋Ｖ＋２Nb) 〕≧60・・・ ただし、 0.2％耐力（単位：ksi)は溶体化ままでの値で
あり、〜式中の元素記号は、その元素の含有量 (重
量％) を表す。
あり、〜式中の元素記号は、その元素の含有量 (重
量％) を表す。
【００１３】本発明の基となった新知見は、次のとおり
である。
である。
【００１４】耐海水腐食性：上記式は耐海水腐食性に
係わる指標である。文献１に示されているとおり、海水
中では局部腐食が最も重要な腐食問題であり、式を満
足させることで海水中での耐食性を確保することができ
る。
係わる指標である。文献１に示されているとおり、海水
中では局部腐食が最も重要な腐食問題であり、式を満
足させることで海水中での耐食性を確保することができ
る。
【００１５】耐硫化水素腐食性：上記式は耐硫化水素
腐食性に係わる指標である。硫化水素含有環境では、文
献２に示されているように応力腐食割れが最も重要な腐
食問題であり、外層にNiの硫化物を、内層にCr−Ｏ皮膜
をそれぞれ生成させることで、耐食性を保持することが
できる。また、Mo、Ｗ、Cuは内層のCr−Ｏ皮膜の修復力
を著しく向上させる。
腐食性に係わる指標である。硫化水素含有環境では、文
献２に示されているように応力腐食割れが最も重要な腐
食問題であり、外層にNiの硫化物を、内層にCr−Ｏ皮膜
をそれぞれ生成させることで、耐食性を保持することが
できる。また、Mo、Ｗ、Cuは内層のCr−Ｏ皮膜の修復力
を著しく向上させる。
【００１６】前述のように、特開昭57−134544号公報等
の発明では、Niを耐食性の指標には入れていない。本発
明者らは、高ＮのNi含有合金の硫化水素環境での耐応力
腐食割れ性に及ぼす成分元素の影響を検討し、(イ)Ｎは
耐応力腐食割れ性にほとんど影響を及ぼさないこと、
(ロ)Niも耐食性の指標に入れるべきであること、(ハ)Cr、
MoおよびＷも耐応力腐食割れ性を向上させること、を見
いだした。すなわち、式を満足させると150 ℃の硫化
水素環境で応力腐食割れが生じなくなる。
の発明では、Niを耐食性の指標には入れていない。本発
明者らは、高ＮのNi含有合金の硫化水素環境での耐応力
腐食割れ性に及ぼす成分元素の影響を検討し、(イ)Ｎは
耐応力腐食割れ性にほとんど影響を及ぼさないこと、
(ロ)Niも耐食性の指標に入れるべきであること、(ハ)Cr、
MoおよびＷも耐応力腐食割れ性を向上させること、を見
いだした。すなわち、式を満足させると150 ℃の硫化
水素環境で応力腐食割れが生じなくなる。
【００１７】高強度：上記式は溶体化ままでの強度に
係わる指標である。通常のオーステナイト合金は、溶体
化ままの状態では、0.2 ％耐力が約35kg/mm2(50ksi) 程
度で強度が低い。冷間加工して高強度化された通常合金
は、溶接すれば強度が非常に低下するため、強度部材と
はなり得ない。Ｎに加えてさらにＶおよび／またはNbを
添加して式を満足させると、固溶強化、析出強化およ
び細粒化効果により溶体化ままで高強度を得ることがで
きる。
係わる指標である。通常のオーステナイト合金は、溶体
化ままの状態では、0.2 ％耐力が約35kg/mm2(50ksi) 程
度で強度が低い。冷間加工して高強度化された通常合金
は、溶接すれば強度が非常に低下するため、強度部材と
はなり得ない。Ｎに加えてさらにＶおよび／またはNbを
添加して式を満足させると、固溶強化、析出強化およ
び細粒化効果により溶体化ままで高強度を得ることがで
きる。
【００１８】Cu添加：Cuの添加は、硫化水素環境、特に
３程度の低 pＨ環境での硫化水素および海水環境での耐
食性を向上させることができる。
３程度の低 pＨ環境での硫化水素および海水環境での耐
食性を向上させることができる。
【００１９】その他の合金成分の添加：一定量の希土類
元素、Ｙ、Mg、およびCaのうちの１種または２種以上を
含有させると、熱間加工性がさらに一段と改善される。
元素、Ｙ、Mg、およびCaのうちの１種または２種以上を
含有させると、熱間加工性がさらに一段と改善される。
【００２０】
【作用】本発明合金の化学組成および特定成分の含有量
のバランスを、前述のように限定した理由を以下に説明
する。
のバランスを、前述のように限定した理由を以下に説明
する。
【００２１】Si：0.05〜1.0 ％ Siは脱酸のために必要な成分である。その効果を得るた
めには、Si含有量の下限は 0.05 ％とする必要がある。
一方、その含有量が 1.0％を超えると熱間加工性が劣化
するようになることから、その上限を 1.0％とした。
めには、Si含有量の下限は 0.05 ％とする必要がある。
一方、その含有量が 1.0％を超えると熱間加工性が劣化
するようになることから、その上限を 1.0％とした。
【００２２】Mn： 1.5〜10％ Mnは本来、脱酸剤であるが、Ｎの固溶度を上げる元素で
あるので積極的に添加する。この効果を得るにはMn含有
量は1.5 ％以上とする必要がある。一方、10％を超える
と応力腐食割れを生じるようになる。よって、Mn含有量
の範囲は 1.5〜10％と定めた。
あるので積極的に添加する。この効果を得るにはMn含有
量は1.5 ％以上とする必要がある。一方、10％を超える
と応力腐食割れを生じるようになる。よって、Mn含有量
の範囲は 1.5〜10％と定めた。
【００２３】Cr：20〜30％ Crは、Ni、Ｎ、MoおよびＷとの共存下で耐海水腐食性お
よび耐硫化水素腐食性( 主に耐応力腐食割れ性 )を向上
させる成分であるが、熱間加工性を阻害する成分でもあ
る。しかし、その含有量を20％未満としても熱間加工性
が改善されるようになるものでもなく、逆に所望の耐海
水腐食性および耐硫化水素腐食性を確保するためには、
MoやＷの含有量をそれだけ増加させなければならず、経
済性を損なうため、Cr含有量の下限値は20％と定めた。
一方、Crが30％を超えると、いくらＳ含有量を低減させ
ても熱間加工性の劣化を避けることができないことか
ら、その上限値は30％と定めた。
よび耐硫化水素腐食性( 主に耐応力腐食割れ性 )を向上
させる成分であるが、熱間加工性を阻害する成分でもあ
る。しかし、その含有量を20％未満としても熱間加工性
が改善されるようになるものでもなく、逆に所望の耐海
水腐食性および耐硫化水素腐食性を確保するためには、
MoやＷの含有量をそれだけ増加させなければならず、経
済性を損なうため、Cr含有量の下限値は20％と定めた。
一方、Crが30％を超えると、いくらＳ含有量を低減させ
ても熱間加工性の劣化を避けることができないことか
ら、その上限値は30％と定めた。
【００２４】Ni：20〜40％ Niには耐硫化水素腐食性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が20％未満では所望の優れた耐硫化水素腐食性
を確保することができない。一方、40％を超えても耐硫
化水素腐食性をさらに一段と向上させる効果は現れな
い。よって、経済性をも考慮して、Ni含有量の範囲は20
〜40％と定めた。
の含有量が20％未満では所望の優れた耐硫化水素腐食性
を確保することができない。一方、40％を超えても耐硫
化水素腐食性をさらに一段と向上させる効果は現れな
い。よって、経済性をも考慮して、Ni含有量の範囲は20
〜40％と定めた。
【００２５】Al：0.01〜0.5 ％ Alは脱酸のために必要である。その効果を得るためにAl
含有量の下限を0.01％とする。一方、Alの含有量が 0.5
％を超えると熱間加工性が劣化する。従って、Alの適正
含有量は0.01〜0.5 ％である。
含有量の下限を0.01％とする。一方、Alの含有量が 0.5
％を超えると熱間加工性が劣化する。従って、Alの適正
含有量は0.01〜0.5 ％である。
【００２６】Ｎ：0.25％を超え 0.6％以下 Ｎは、耐海水腐食性を著しく向上させると共に、固溶強
化作用により合金の強度を向上させる作用がある。しか
し、Ｎ含有量が0.25％以下では所望の高強度を得ること
ができない。一方、0.6 ％を超えると窒素が十分固溶せ
ず、Cr窒化物を形成して合金の耐食性を劣化させるよう
になる。よって、Ｎ含有量の範囲は０．２５％を超え
０．６０％までと定めた。
化作用により合金の強度を向上させる作用がある。しか
し、Ｎ含有量が0.25％以下では所望の高強度を得ること
ができない。一方、0.6 ％を超えると窒素が十分固溶せ
ず、Cr窒化物を形成して合金の耐食性を劣化させるよう
になる。よって、Ｎ含有量の範囲は０．２５％を超え
０．６０％までと定めた。
【００２７】Cu：0.2 〜2.5 ％ Cuには、特に酸性(pＨ３程度）の硫化水素および海水環
境下での耐食性を向上させる作用がある。0.2 ％未満で
はその効果がない。一方、Cuが 2.5％を超えると熱間加
工性が劣化するため、その上限は 2.5％とした。
境下での耐食性を向上させる作用がある。0.2 ％未満で
はその効果がない。一方、Cuが 2.5％を超えると熱間加
工性が劣化するため、その上限は 2.5％とした。
【００２８】本発明合金では加えてさらに、次のＶおよ
び／またはNbを含有させることができる。
び／またはNbを含有させることができる。
【００２９】Ｖ：0.02〜1.0 ％、Nb：0.04〜1.0 ％ これらには、固溶強化、析出強化および細粒化効果によ
り、溶体化ままでの強度を向上させる効果があるので、
１種または２種複合で含有させる。Ｖが0.02％未満では
上記の効果が得られない。Nbが0.04％未満の場合も同様
である。一方、Ｖ、Nbとも 1.0％を超えると鋼の延性お
よび靱性が低下し、かつ熱間加工性も劣化するようにな
る。
り、溶体化ままでの強度を向上させる効果があるので、
１種または２種複合で含有させる。Ｖが0.02％未満では
上記の効果が得られない。Nbが0.04％未満の場合も同様
である。一方、Ｖ、Nbとも 1.0％を超えると鋼の延性お
よび靱性が低下し、かつ熱間加工性も劣化するようにな
る。
【００３０】Mo：0.2 〜4 ％、Ｗ：0.2 〜8 ％ 前記のように、これらの成分には、Ｎ、NiおよびCrとの
共存で耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性を改善する作用
がある。しかし、MoもＷもともにその含有量が0.2 ％未
満では効果が小さい。一方、Mo含有量が４％、Ｗ含有量
が８％をそれぞれ超えると、温度が 150℃以下の硫化水
素環境では、さらに一段の耐食性改善効果は現れない。
よって、経済性も考慮して、これらを含有させる場合の
上限はMoで４％、Ｗで８％とした。
共存で耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性を改善する作用
がある。しかし、MoもＷもともにその含有量が0.2 ％未
満では効果が小さい。一方、Mo含有量が４％、Ｗ含有量
が８％をそれぞれ超えると、温度が 150℃以下の硫化水
素環境では、さらに一段の耐食性改善効果は現れない。
よって、経済性も考慮して、これらを含有させる場合の
上限はMoで４％、Ｗで８％とした。
【００３１】本発明合金は、これまでに述べた成分の
外、残部がFeおよび不可避不純物からなるものであって
もよい。不可避不純物の代表的なものは、Ｃ、Ｐおよび
Ｓであり、これらは下記の許容上限値以下で、可及的に
少ない方がよい。
外、残部がFeおよび不可避不純物からなるものであって
もよい。不可避不純物の代表的なものは、Ｃ、Ｐおよび
Ｓであり、これらは下記の許容上限値以下で、可及的に
少ない方がよい。
【００３２】Ｃは耐応力腐食割れ性を悪化させる不可避
不純物である。その含有量が0.05％を超えると粒界に応
力腐食割れが生じやすくなる。さらにNbおよび／または
Ｖが存在する場合には、それらの粗大な炭化物を生成さ
せると共に、粒界に連続した炭化物を生じさせるため、
粒界に応力腐食割れが生じやすくなる。よって、Ｃ含有
量の上限は0.05％とした。
不純物である。その含有量が0.05％を超えると粒界に応
力腐食割れが生じやすくなる。さらにNbおよび／または
Ｖが存在する場合には、それらの粗大な炭化物を生成さ
せると共に、粒界に連続した炭化物を生じさせるため、
粒界に応力腐食割れが生じやすくなる。よって、Ｃ含有
量の上限は0.05％とした。
【００３３】Ｐ：0.03％以下 不可避不純物としてのＰには、その含有量が0.03％を超
えると硫化水素環境での耐応力腐食割れ性を悪化させる
作用があるので、上限値は0.03％と定めた。
えると硫化水素環境での耐応力腐食割れ性を悪化させる
作用があるので、上限値は0.03％と定めた。
【００３４】Ｓ：0.01％以下 不可避不純物としてのＳには、その含有量が0.01％を超
えると熱間加工性を劣化させる作用があるので、その上
限値を0.01％として熱間加工性の劣化を防止する必要が
ある。このように、Ｓ成分には含有量が多くなると熱間
加工性を劣化させる作用があるが、その含有量を0.0007
％まで低減すると、熱間加工性が一段と改善されるよう
になることから、厳しい条件での熱間加工性を必要とす
る場合には、Ｓ含有量を0.0007％以下とするのが望まし
い。
えると熱間加工性を劣化させる作用があるので、その上
限値を0.01％として熱間加工性の劣化を防止する必要が
ある。このように、Ｓ成分には含有量が多くなると熱間
加工性を劣化させる作用があるが、その含有量を0.0007
％まで低減すると、熱間加工性が一段と改善されるよう
になることから、厳しい条件での熱間加工性を必要とす
る場合には、Ｓ含有量を0.0007％以下とするのが望まし
い。
【００３５】本発明合金は、これまでに述べて成分に加
えてさらに、次の希土類元素、Ｙ、MgおよびCaのうちか
ら選ばれた１種または２種以上を含有することができ
る。これらの任意添加成分の作用効果と望ましい含有量
は下記のとおりである。
えてさらに、次の希土類元素、Ｙ、MgおよびCaのうちか
ら選ばれた１種または２種以上を含有することができ
る。これらの任意添加成分の作用効果と望ましい含有量
は下記のとおりである。
【００３６】希土類元素、Ｙ、MgおよびCa：これらの成
分には、熱間加工性をさらに改善する作用があるので、
厳しい条件で熱間加工性が行われる場合に、必要に応じ
て含有させる。熱間加工性の改善効果を積極的に得たい
場合のそれぞれの含有量の望ましい下限は 0.001％であ
る。
分には、熱間加工性をさらに改善する作用があるので、
厳しい条件で熱間加工性が行われる場合に、必要に応じ
て含有させる。熱間加工性の改善効果を積極的に得たい
場合のそれぞれの含有量の望ましい下限は 0.001％であ
る。
【００３７】一方、希土類元素は 0.1％、Ｙは 0.2％、
Mgは0.10％、Caは0.10％をそれぞれ超えると上記の効果
は飽和する。
Mgは0.10％、Caは0.10％をそれぞれ超えると上記の効果
は飽和する。
【００３８】本発明合金は、上記の化学組成に加え、下
記式〜で示される成分含有量のバランス条件を満足
するものでなければならない。
記式〜で示される成分含有量のバランス条件を満足
するものでなければならない。
【００３９】 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕≧40 ・・・・・・・・・・ 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋２Ni〕≧70 ・・・・・・・・・・ 0.2％耐力＝〔50＋17.8× (４Ｃ＋２Ｎ＋Ｖ＋２Nb) 〕≧60・・・ ただし、 0.2％耐力（単位：ksi)は溶体化ままでの値。
【００４０】式の左辺値が40未満であると、所望の耐
海水腐食性を確保することができない。式の左辺値が
70未満であると、所望の耐硫化水素腐食性を確保するこ
とができない。式の左辺値が60未満であると、溶体化
ままでの望ましい 0.2％耐力(60ksi以上) が得られな
い。
海水腐食性を確保することができない。式の左辺値が
70未満であると、所望の耐硫化水素腐食性を確保するこ
とができない。式の左辺値が60未満であると、溶体化
ままでの望ましい 0.2％耐力(60ksi以上) が得られな
い。
【００４１】なお、この本発明合金において、不可避不
純物としてＢ、Sn、As、Sb、Bi、PbおよびZnをそれぞれ
0.1％以下の範囲で含有しても、本発明合金の上記特性
は何ら損なわれるものではない。
純物としてＢ、Sn、As、Sb、Bi、PbおよびZnをそれぞれ
0.1％以下の範囲で含有しても、本発明合金の上記特性
は何ら損なわれるものではない。
【００４２】
【実施例】表１、表２および表３に示す化学組成の鋼を
通常の電気炉で溶解し、さらに窒素含有量と脱硫の制御
の目的でAr−酸素脱炭炉（ＡＯＤ炉）を使用して溶製し
た後、直径 500mmφのインゴットに鋳造した。
通常の電気炉で溶解し、さらに窒素含有量と脱硫の制御
の目的でAr−酸素脱炭炉（ＡＯＤ炉）を使用して溶製し
た後、直径 500mmφのインゴットに鋳造した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】次いでこれらのインゴットを温度1200℃で
熱間鍛造し、直径 150mmφのビレットを製造した。この
とき、熱間加工性を評価する目的でビレットに割れの発
生があるか否かを観察し、引き続いて前記ビレットから
熱間押出加工により直径60mmφ×肉厚５mmの管を製造し
た。さらに、これらの管に1100℃の溶体化処理を施し
た。
熱間鍛造し、直径 150mmφのビレットを製造した。この
とき、熱間加工性を評価する目的でビレットに割れの発
生があるか否かを観察し、引き続いて前記ビレットから
熱間押出加工により直径60mmφ×肉厚５mmの管を製造し
た。さらに、これらの管に1100℃の溶体化処理を施し
た。
【００４７】このようにして得た管から、試験片を加工
し、耐海水腐食性、耐硫化水素腐食性および引張試験を
行った。以下に、各試験条件と試験片の寸法を示す。
し、耐海水腐食性、耐硫化水素腐食性および引張試験を
行った。以下に、各試験条件と試験片の寸法を示す。
【００４８】(A) 引張試験 試験温度：常温 試験片 ： 4.0mmφで平行部長さ20mm (B) 耐海水腐食性試験 ASTM G48に従った塩化第２鉄試験 試験温度：60℃ 試験片 ：30mm角、厚さ３mm (C) 耐硫化水素腐食性 試験溶液：20％NaCl＋ 0.5％CH3COOH 、10atmH2S＋10at
mCO2 試験温度：150 ℃ 浸漬時間：720 時間 付加応力：実0.2 ％耐力の100 ％ 試験片 ：幅10mm×厚さ２mm×長さ75mm (中央部に0.25
mmのＵノッチ) これらの試験結果と熱間加工性の評価結果を表３に併せ
て示す。なお、割れおよび孔食が生じなかったものを
○、生じたものを×で示した。
mCO2 試験温度：150 ℃ 浸漬時間：720 時間 付加応力：実0.2 ％耐力の100 ％ 試験片 ：幅10mm×厚さ２mm×長さ75mm (中央部に0.25
mmのＵノッチ) これらの試験結果と熱間加工性の評価結果を表３に併せ
て示す。なお、割れおよび孔食が生じなかったものを
○、生じたものを×で示した。
【００４９】表３に示す結果から、本発明で定める化学
組成、およびさらに式およびを満足している本発明
合金は、耐海水腐食性および耐硫化水素腐食性を兼ね備
えていることが明らかである。一方、化学組成または式
およびが本発明で定める範囲外の比較合金では、い
ずれも十分な耐食性を示さないことがわかる。さらに式
も満足する本発明合金では、溶体化ままで 0.2％耐力
が60 ksi以上となり、所望の高強度が得られることが明
らかである。
組成、およびさらに式およびを満足している本発明
合金は、耐海水腐食性および耐硫化水素腐食性を兼ね備
えていることが明らかである。一方、化学組成または式
およびが本発明で定める範囲外の比較合金では、い
ずれも十分な耐食性を示さないことがわかる。さらに式
も満足する本発明合金では、溶体化ままで 0.2％耐力
が60 ksi以上となり、所望の高強度が得られることが明
らかである。
【００５０】
【発明の効果】本発明合金は、外面が海水に曝され、内
面が硫化水素等の腐食性流体に接する油井管用などとし
て好適な、耐食性と溶体化ままで高強度(0.2％耐力が60
ksi 以上）とを有するオーステナイト合金である。
面が硫化水素等の腐食性流体に接する油井管用などとし
て好適な、耐食性と溶体化ままで高強度(0.2％耐力が60
ksi 以上）とを有するオーステナイト合金である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Si：0.05〜1.0 ％、Mn： 1.5〜
10％、Cr：20〜30％、Ni：20〜40％、Al: 0.01〜0.5
％、Ｎ：0.25％を超え 0.6％以下、Cu：０.2〜2.5 ％を
含有し、さらにＶ：0.02〜1.0 ％およびNb：0.04〜1.0
％のうち１種または２種、Mo：0.2 〜４％およびＷ：0.
2 〜８％のうち１種または２種を含み、希土類元素：０
〜0.1 ％、Ｙ：０〜0.20％、Mg：０〜0.10％およびCa：
０〜0.10％で、残部はFeと不可避不純物からなり、不純
物中のＣは0.05％以下、Ｐは0.03％以下、Ｓは0.01％以
下であり、かつ下記式〜の条件を満足することを特
徴とする耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強
度オーステナイト合金。 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋16Ｎ〕≧40 ・・・・・・・・・・ 〔Cr＋3.3(Mo＋ 0.5Ｗ) ＋２Ni〕≧70 ・・・・・・・・・・ 0.2％耐力＝〔50＋17.8×(4Ｃ＋２Ｎ＋Ｖ＋２Nb) 〕≧60・・・ ただし、 0.2％耐力（単位：ksi)は溶体化ままでの値。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27469194A JP3470418B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27469194A JP3470418B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134593A true JPH08134593A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3470418B2 JP3470418B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17545228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27469194A Expired - Fee Related JP3470418B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470418B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1605072A1 (en) * | 2003-03-20 | 2005-12-14 | Sumitomo Metal Industries Limited | Stainless steel for high pressure hydrogen gas, vessel and equipment comprising the steel |
| US7749431B2 (en) * | 2003-03-20 | 2010-07-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Stainless steel for high-pressure hydrogen gas |
| EP2947171A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-25 | CRS Holdings, Inc. | Austenitic stainless steel alloy |
| CN106636851A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 钢铁研究总院 | 一种高铬奥氏体不锈钢 |
| CN114000032A (zh) * | 2014-02-13 | 2022-02-01 | Vdm金属国际有限公司 | 无钛合金 |
| CN118326284A (zh) * | 2024-06-13 | 2024-07-12 | 成都斯杰化工机械有限公司 | 一种耐腐蚀耐汽蚀不锈钢及其制备方法 |
-
1994
- 1994-11-09 JP JP27469194A patent/JP3470418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1605072A1 (en) * | 2003-03-20 | 2005-12-14 | Sumitomo Metal Industries Limited | Stainless steel for high pressure hydrogen gas, vessel and equipment comprising the steel |
| EP1605072A4 (en) * | 2003-03-20 | 2007-11-14 | Sumitomo Metal Ind | STAINLESS STEEL FOR HIGH-PRESSURE WASTE GAS, CABINETS AND EQUIPMENT CONTAINING STEEL |
| US7531129B2 (en) | 2003-03-20 | 2009-05-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Stainless steel for high-pressure hydrogen gas |
| US7749431B2 (en) * | 2003-03-20 | 2010-07-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Stainless steel for high-pressure hydrogen gas |
| CN114000032A (zh) * | 2014-02-13 | 2022-02-01 | Vdm金属国际有限公司 | 无钛合金 |
| EP2947171A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-25 | CRS Holdings, Inc. | Austenitic stainless steel alloy |
| CN106636851A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 钢铁研究总院 | 一种高铬奥氏体不锈钢 |
| CN118326284A (zh) * | 2024-06-13 | 2024-07-12 | 成都斯杰化工机械有限公司 | 一种耐腐蚀耐汽蚀不锈钢及其制备方法 |
| CN118326284B (zh) * | 2024-06-13 | 2024-08-16 | 成都斯杰化工机械有限公司 | 一种耐腐蚀耐汽蚀不锈钢及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3470418B2 (ja) | 2003-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0545753B1 (en) | Duplex stainless steel having improved strength and corrosion resistance | |
| JP6304460B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP4705648B2 (ja) | オーステナイト鋼および鋼材 | |
| JP4803174B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| KR101259686B1 (ko) | Ｎｉ기 합금 | |
| KR100545301B1 (ko) | 페라이트-오스테나이트 강 합금 | |
| KR20090078813A (ko) | 듀플렉스 스테인리스 강 합금 및 이 합금의 용도 | |
| KR102520119B1 (ko) | 용접 구조물 및 그 제조 방법 | |
| KR20070073870A (ko) | 2상 스테인리스강 | |
| PL165989B1 (pl) | Austenityczna stal nierdzewna PL PL | |
| JP3166798B2 (ja) | 耐食性、相安定性に優れた二相ステンレス鋼 | |
| EP1263999B1 (en) | Corrosion resistant austenitic alloy | |
| JP3470418B2 (ja) | 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金 | |
| JPS61113749A (ja) | 油井用高耐食性合金 | |
| JPH0371506B2 (ja) | ||
| JPS6363608B2 (ja) | ||
| JPH0148345B2 (ja) | ||
| JPH05255784A (ja) | 耐食性に優れた油井用Ｎｉ基合金 | |
| JPH09272956A (ja) | 耐海水用析出強化型高合金鋼及びその製造方法 | |
| JPS62158847A (ja) | 高耐食性Ｎｉ基合金 | |
| JP2833385B2 (ja) | 耐食オーステナイト系Ｆｅ基合金 | |
| JPS6363606B2 (ja) | ||
| JPH08176742A (ja) | 硫化水素環境での耐食性に優れた２相ステンレス鋼 | |
| JP3890821B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度高靱性ステンレス鋼 | |
| JPH0366380B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100912 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100912 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120912 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |